JP2011004218A - Microwave power amplifier - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a microwave power amplifier which reduces an impedance deviation of an impedance matching circuit expected from each power amplification element to enhance composite efficiency and output power of a signal.SOLUTION: This microwave power amplifier is equipped with: a transistor chip 20 in which three or more unit transistors 22a to 22d of an identical structure are juxtaposed; an input impedance matching circuit 12 provided on the input side of the transistor chip 20; an output impedance matching circuit 32 provided on the output side of the transistor chip 20; and bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d for connecting the unit transistors 22a to 22d to the input impedance matching circuit 12 and the output impedance matching circuit 32, respectively. The sum of self-inductance and mutual inductance of the bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d is mutually equal among all the unit transistors 22a to 22d.

Description

この発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯で使用されるマイクロ波電力増幅器に関する。   The present invention relates to a microwave power amplifier used in a microwave band and a millimeter wave band.

図７は、一般的なマイクロ波電力増幅器を示す構成図である。
図７において、このマイクロ波電力増幅器は、電力分配部６０と、トランジスタチップ７０（増幅素子部）と、電力合成部８０とを備えている。また、電力分配部６０とトランジスタチップ７０とは、ボンディングワイヤ９１ａ〜９１ｄで互いに接続され、トランジスタチップ７０と電力合成部８０とは、ボンディングワイヤ９２ａ〜９２ｄで互いに接続されている。 FIG. 7 is a configuration diagram showing a general microwave power amplifier.
In FIG. 7, the microwave power amplifier includes a power distribution unit 60, a transistor chip 70 (amplifying element unit), and a power combining unit 80. The power distribution unit 60 and the transistor chip 70 are connected to each other by bonding wires 91a to 91d, and the transistor chip 70 and the power combining unit 80 are connected to each other by bonding wires 92a to 92d.

電力分配部６０は、誘電体基板６１と、誘電体基板６１上に形成されたマイクロストリップ線路によって構成される入力側インピーダンス整合回路６２とを有している。
電力合成部８０は、誘電体基板８１と、誘電体基板８１上に形成されたマイクロストリップ線路によって構成される出力側インピーダンス整合回路８２とを有している。 The power distribution unit 60 includes a dielectric substrate 61 and an input side impedance matching circuit 62 configured by a microstrip line formed on the dielectric substrate 61.
The power combining unit 80 includes a dielectric substrate 81 and an output-side impedance matching circuit 82 configured by a microstrip line formed on the dielectric substrate 81.

トランジスタチップ７０は、誘電体基板７１と、誘電体基板７１上に並列に配置された４つの同一構造の単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄ（電力増幅素子）と、単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄと電気的に接続されたチップパッド７３、７４とを有している。
単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄは、チップパッド７３およびボンディングワイヤ９１ａ〜９１ｄを介して入力側インピーダンス整合回路６２と電気的に接続され、チップパッド７４およびボンディングワイヤ９２ａ〜９２ｄを介して出力側インピーダンス整合回路８２と電気的に接続されている。 The transistor chip 70 is electrically connected to a dielectric substrate 71, four unit transistors 72a to 72d (power amplification elements) having the same structure arranged in parallel on the dielectric substrate 71, and unit transistors 72a to 72d. Chip pads 73 and 74.
The unit transistors 72a to 72d are electrically connected to the input side impedance matching circuit 62 through the chip pad 73 and bonding wires 91a to 91d, and the output side impedance matching circuit 82 through the chip pad 74 and bonding wires 92a to 92d. And are electrically connected.

ここで、単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やバイポーラトランジスタが用いられる。単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄをＦＥＴで構成する場合には、互いに等しいゲート幅を持つ複数個のＦＥＴを、チップ上に等間隔で並列に配置する。   Here, as the unit transistors 72a to 72d, a field effect transistor (FET) or a bipolar transistor is used. When the unit transistors 72a to 72d are composed of FETs, a plurality of FETs having the same gate width are arranged in parallel at equal intervals on the chip.

上記構成のマイクロ波電力増幅器において、入力端子（図中のア）に入力されたマイクロ波は、入力側インピーダンス整合回路６２で分配および変成され、単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄにそれぞれ入力される。単位トランジスタ７２ａ〜７２ｄに入力されて増幅されたマイクロ波は、出力側インピーダンス整合回路８２で合成および変成され、出力端子（図中のイ）から出力される。   In the microwave power amplifier having the above configuration, the microwave input to the input terminal (a in the figure) is distributed and transformed by the input side impedance matching circuit 62 and input to the unit transistors 72a to 72d, respectively. The microwaves that are input to the unit transistors 72a to 72d and amplified are synthesized and transformed by the output-side impedance matching circuit 82, and output from the output terminal (A in the figure).

しかしながら、このようなマイクロ波電力増幅器では、入力端子から単位トランジスタ７２ａ、７２ｄまでの電気長と、入力端子から単位トランジスタ７２ｂ、７２ｃまでの電気長とが互いに異なる。そのため、単位トランジスタ７２ａ、７２ｄで増幅されたマイクロ波出力と、単位トランジスタ７２ｂ、７２ｃで増幅されたマイクロ波出力との間に位相偏差および振幅偏差が生じ、信号の合成効率が低下するという問題があった。   However, in such a microwave power amplifier, the electrical length from the input terminal to the unit transistors 72a and 72d is different from the electrical length from the input terminal to the unit transistors 72b and 72c. Therefore, there is a problem that phase deviation and amplitude deviation occur between the microwave output amplified by the unit transistors 72a and 72d and the microwave output amplified by the unit transistors 72b and 72c, and the signal synthesis efficiency is lowered. there were.

そこで、上記の問題を解決するために、従来のマイクロ波電力増幅器は、誘電体基板、テーパ状導体パターン（入力側インピーダンス整合回路）およびグランドパターンを有する電力分配回路（電力分配部）と、誘電体基板、複数の単位ＦＥＴセルおよびグランドパターンを有するＦＥＴ（トランジスタチップ）と、誘電体基板、テーパ状導体パターン（出力側インピーダンス整合回路）およびグランドパターンを有する電力合成回路（電力合成部）とを備え、電力分配回路および電力合成回路の誘電体基板の厚さは、中央部に比べて掘り込みが形成された部分が薄くされている（例えば、特許文献１参照）。
これにより、電力分配回路および電力合成回路における位相偏差および振幅偏差が減少し、信号の合成効率が向上して出力電力が向上する。 Therefore, in order to solve the above problem, a conventional microwave power amplifier includes a dielectric substrate, a tapered conductor pattern (input side impedance matching circuit), a power distribution circuit (power distribution unit) having a ground pattern, a dielectric A body substrate, a plurality of unit FET cells and an FET (transistor chip) having a ground pattern, and a dielectric substrate, a tapered conductor pattern (output-side impedance matching circuit), and a power combining circuit (power combining unit) having a ground pattern In addition, the thickness of the dielectric substrate of the power distribution circuit and the power combining circuit is made thinner at the portion where the digging is formed than at the central portion (see, for example, Patent Document 1).
Thereby, the phase deviation and the amplitude deviation in the power distribution circuit and the power combining circuit are reduced, the signal combining efficiency is improved, and the output power is improved.

特開２００５−１２３９９５号公報JP 2005-123955 A

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来のマイクロ波電力増幅器では、インピーダンス整合回路（入力側、出力側）における位相偏差および振幅偏差を低減することはできるものの、各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路のインピーダンス偏差を低減することはできない。 However, the prior art has the following problems.
Although the conventional microwave power amplifier can reduce the phase deviation and the amplitude deviation in the impedance matching circuit (input side, output side), it is possible to reduce the impedance deviation of the impedance matching circuit expected from each power amplification element. Can not.

ここで、各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路のインピーダンス偏差が受ける影響は、電力増幅素子に近い回路要素ほど大きくなることが知られている。すなわち、内部整合型のマイクロ波電力増幅器においては、電力増幅素子とインピーダンス整合回路とを電気的に接続するボンディングワイヤのインダクタンスが、インピーダンス偏差に大きく影響する回路要素となる。   Here, it is known that the influence of the impedance deviation of the impedance matching circuit expected from each power amplifying element is greater as the circuit element is closer to the power amplifying element. That is, in the internal matching type microwave power amplifier, the inductance of the bonding wire that electrically connects the power amplification element and the impedance matching circuit is a circuit element that greatly affects the impedance deviation.

一般的に、ボンディングワイヤは等間隔に配置され（例えば、図７参照）、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤのインダクタンスＬｔｉは、自己インダクタンスＬｓと、両隣のボンディングワイヤの相互インダクタンス２Ｌｍとの和（Ｌｔｉ＝Ｌｓ＋２Ｌｍ）で表される。一方、両端の電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤのインダクタンスＬｔｏは、自己インダクタンスＬｓと、片隣のボンディングワイヤの相互インダクタンスＬｍとの和（Ｌｔｏ＝Ｌｓ＋Ｌｍ）で表される。   In general, the bonding wires are arranged at equal intervals (see, for example, FIG. 7), and the inductance Lti of the bonding wire connected to the power amplifying element excluding both ends is the self-inductance Ls and the mutual inductance 2Lm of the adjacent bonding wires. (Lti = Ls + 2Lm). On the other hand, the inductance Lto of the bonding wire connected to the power amplification elements at both ends is represented by the sum (Lto = Ls + Lm) of the self-inductance Ls and the mutual inductance Lm of the adjacent bonding wire.

そのため、両端を除く電力増幅素子と両端の電力増幅素子とで、ボンディングワイヤのインダクタンス値が異なり、各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路のインピーダンス偏差が生じる。
各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路のインピーダンス偏差が存在する場合には、各電力増幅素子の動作が不均一になり、マイクロ波電力増幅器全体としての信号の合成効率が低下し、出力電力が低下するという問題がある。 Therefore, the inductance value of the bonding wire differs between the power amplifying element excluding both ends and the power amplifying element at both ends, and an impedance deviation of the impedance matching circuit expected from each power amplifying element occurs.
If there is an impedance deviation of the impedance matching circuit expected from each power amplifying element, the operation of each power amplifying element becomes uneven, the signal synthesis efficiency of the entire microwave power amplifier is reduced, and the output power is reduced. There is a problem of lowering.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路のインピーダンス偏差を低減して、信号の合成効率および出力電力を向上させることができるマイクロ波電力増幅器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the impedance deviation of the impedance matching circuit expected from each power amplifying element to improve the signal synthesis efficiency and the output power. An object is to obtain a microwave power amplifier that can be used.

この発明に係るマイクロ波電力増幅器は、同一構造の電力増幅素子が３つ以上並列に配置された増幅素子部と、増幅素子部の入力側に設けられた入力側インピーダンス整合回路と、増幅素子部の出力側に設けられた出力側インピーダンス整合回路と、増幅素子部の各電力増幅素子を、入力側インピーダンス整合回路および出力側インピーダンス整合回路とそれぞれ接続する複数のボンディングワイヤと、を備えたマイクロ波電力増幅器であって、ボンディングワイヤの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和が、全ての電力増幅素子について互いに等しくされているものである。   A microwave power amplifier according to the present invention includes an amplifying element unit in which three or more power amplifying elements having the same structure are arranged in parallel, an input-side impedance matching circuit provided on the input side of the amplifying element unit, and an amplifying element unit The output side impedance matching circuit provided on the output side of the power source and a plurality of bonding wires respectively connecting the power amplifying elements of the amplifying element unit to the input side impedance matching circuit and the output side impedance matching circuit In the power amplifier, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires is made equal for all the power amplifying elements.

この発明に係るマイクロ波電力増幅器によれば、各電力増幅素子に接続されるボンディングワイヤの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和が、全ての電力増幅素子について互いに等しくされている。これにより、各電力増幅素子から見込んだボンディングワイヤのインピーダンスを、互いに等しくすることができる。
そのため、各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路（入力側、出力側）のインピーダンス偏差を低減して、信号の合成効率および出力電力を向上させることができるマイクロ波電力増幅器を得ることができる。 According to the microwave power amplifier according to the present invention, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires connected to each power amplifying element is made equal for all the power amplifying elements. Thereby, the impedance of the bonding wire seen from each power amplifying element can be made equal to each other.
Therefore, it is possible to obtain a microwave power amplifier capable of reducing the impedance deviation of the impedance matching circuit (input side, output side) expected from each power amplifying element and improving the signal synthesis efficiency and the output power.

この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a microwave power amplifier according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器の各電力増幅素子から見込んだ出力側インピーダンス整合回路の虚数部のインピーダンスを、従来技術と比較して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the impedance of the imaginary part of the output side impedance matching circuit anticipated from each power amplification element of the microwave power amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention compared with a prior art. この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器を示す別の構成図である。It is another block diagram which shows the microwave power amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器を示す別の構成図である。It is another block diagram which shows the microwave power amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器を示す別の構成図である。It is another block diagram which shows the microwave power amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器を示す別の構成図である。It is another block diagram which shows the microwave power amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. 一般的なマイクロ波電力増幅器を示す構成図である。It is a block diagram which shows a general microwave power amplifier.

以下、この発明のマイクロ波電力増幅器の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、電力増幅素子が４つ配置されている場合について説明するが、これに限定されず、電力増幅素子は３つ以上であればいくつ設置されてもよい。 Hereinafter, preferred embodiments of a microwave power amplifier according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.
In the following embodiment, a case where four power amplifying elements are arranged will be described. However, the present invention is not limited to this, and any number of power amplifying elements may be provided as long as there are three or more.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器を示す構成図である。
図１において、このマイクロ波電力増幅器は、電力分配部１０と、トランジスタチップ２０（増幅素子部）と、電力合成部３０とを備えている。また、電力分配部１０とトランジスタチップ２０とは、ボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄで互いに接続され、トランジスタチップ２０と電力合成部３０とは、ボンディングワイヤ４２ａ〜４２ｄで互いに接続されている。 Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a microwave power amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the microwave power amplifier includes a power distribution unit 10, a transistor chip 20 (amplifying element unit), and a power combining unit 30. The power distribution unit 10 and the transistor chip 20 are connected to each other by bonding wires 41a to 41d, and the transistor chip 20 and the power combining unit 30 are connected to each other by bonding wires 42a to 42d.

電力分配部１０は、誘電体基板１１と、誘電体基板１１上に形成されたマイクロストリップ線路によって構成される入力側インピーダンス整合回路１２とを有している。
電力合成部３０は、誘電体基板３１と、誘電体基板３１上に形成されたマイクロストリップ線路によって構成される出力側インピーダンス整合回路３２とを有している。 The power distribution unit 10 includes a dielectric substrate 11 and an input side impedance matching circuit 12 configured by a microstrip line formed on the dielectric substrate 11.
The power combining unit 30 includes a dielectric substrate 31 and an output side impedance matching circuit 32 configured by a microstrip line formed on the dielectric substrate 31.

トランジスタチップ２０は、誘電体基板２１と、誘電体基板２１上に並列に配置された４つの同一構造の単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄ（電力増幅素子）と、単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄと電気的に接続されたチップパッド２３、２４とを有している。
単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄは、チップパッド２３およびボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄを介して入力側インピーダンス整合回路１２と電気的に接続され、チップパッド２４およびボンディングワイヤ４２ａ〜４２ｄを介して出力側インピーダンス整合回路３２と電気的に接続されている。 The transistor chip 20 is electrically connected to a dielectric substrate 21, four unit transistors 22 a to 22 d (power amplifying elements) that are arranged in parallel on the dielectric substrate 21, and unit transistors 22 a to 22 d. Chip pads 23 and 24.
The unit transistors 22a to 22d are electrically connected to the input side impedance matching circuit 12 through the chip pad 23 and bonding wires 41a to 41d, and the output side impedance matching circuit 32 through the chip pad 24 and bonding wires 42a to 42d. And are electrically connected.

ここで、単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やバイポーラトランジスタが用いられる。
また、ボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄは、それぞれ互いに等間隔に配置されている。 Here, a field effect transistor (FET) or a bipolar transistor is used as the unit transistors 22a to 22d.
The bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d are arranged at equal intervals.

さらに、トランジスタチップ２０の両端に配置された（外側）単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４１ａ、４１ｄ、４２ａ、４２ｄの本数は、両端を除く（内側）単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃの本数よりも少なくされている。これは、ボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくするためである。   Furthermore, the number of bonding wires 41a, 41d, 42a, and 42d connected to the (outer) unit transistors 22a and 22d disposed at both ends of the transistor chip 20 is connected to the (inner) unit transistors 22b and 22c excluding both ends. The number of bonding wires 41b, 41c, 42b and 42c is smaller. This is to make the sum of the self-inductance and mutual inductance of the bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d equal for all the unit transistors 22a to 22d.

上記構成のマイクロ波電力増幅器において、入力端子（図中のア）に入力されたマイクロ波は、入力側インピーダンス整合回路１２で分配および変成され、単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄにそれぞれ入力される。単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄに入力されて増幅されたマイクロ波は、出力側インピーダンス整合回路３２で合成および変成され、出力端子（図中のイ）から出力される。   In the microwave power amplifier having the above-described configuration, the microwave input to the input terminal (a in the figure) is distributed and transformed by the input side impedance matching circuit 12 and input to the unit transistors 22a to 22d. The microwaves input to the unit transistors 22a to 22d and amplified are synthesized and transformed by the output-side impedance matching circuit 32, and output from the output terminal (A in the figure).

ここで、上述したように、両端に配置された単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４１ａ、４１ｄ、４２ａ、４２ｄの本数は、両端を除く単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃの本数よりも少なくされている。   Here, as described above, the number of bonding wires 41a, 41d, 42a and 42d connected to the unit transistors 22a and 22d arranged at both ends is equal to the number of bonding wires 41b connected to the unit transistors 22b and 22c excluding both ends. , 41c, 42b, and 42c.

そのため、単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４１ａ、４１ｄ、４２ａ、４２ｄの自己インダクタンスは、単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃの自己インダクタンスよりも大きくなる。一方、単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４１ａ、４１ｄ、４２ａ、４２ｄの相互インダクタンスは、単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃの相互インダクタンスよりも小さくなる。   Therefore, the self-inductance of the bonding wires 41a, 41d, 42a, and 42d connected to the unit transistors 22a and 22d is larger than the self-inductance of the bonding wires 41b, 41c, 42b, and 42c connected to the unit transistors 22b and 22c. . On the other hand, the mutual inductance of the bonding wires 41a, 41d, 42a, 42d connected to the unit transistors 22a, 22d is smaller than the mutual inductance of the bonding wires 41b, 41c, 42b, 42c connected to the unit transistors 22b, 22c. .

このような関係を用いて、ボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくすることにより、単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄのそれぞれから見込んだボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄのインピーダンスを、互いに等しくすることができる。これにより、単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄのそれぞれから見込んだ入力側インピーダンス整合回路１２および出力側インピーダンス整合回路３２のインピーダンス偏差を低減することができる。   Using such a relationship, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d is made equal for all the unit transistors 22a to 22d, so that each of the unit transistors 22a to 22d The impedances of the expected bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d can be made equal to each other. Thereby, the impedance deviation of the input side impedance matching circuit 12 and the output side impedance matching circuit 32 estimated from each of the unit transistors 22a to 22d can be reduced.

この発明の実施の形態１に係るマイクロ波電力増幅器の単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄのそれぞれから見込んだ出力側インピーダンス整合回路３２の虚数部のインピーダンスを、従来技術と比較して図２に示す。
図２より、単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４２ａ、４２ｄの本数を、単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４２ｂ、４２ｃの本数よりも少なくすることで、単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄのそれぞれから見込んだ出力側インピーダンス整合回路３２のインピーダンス偏差が低減されていることが分かる。 FIG. 2 shows the impedance of the imaginary part of the output-side impedance matching circuit 32 expected from each of the unit transistors 22a to 22d of the microwave power amplifier according to the first embodiment of the present invention, compared with the prior art.
As shown in FIG. 2, the number of bonding wires 42a and 42d connected to the unit transistors 22a and 22d is smaller than the number of bonding wires 42b and 42c connected to the unit transistors 22b and 22c. It can be seen that the impedance deviation of the output side impedance matching circuit 32 expected from each of these is reduced.

以上のように、実施の形態１によれば、増幅素子部の両端に配置された電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの本数が、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの本数よりも少なくされ、各電力増幅素子に接続されるボンディングワイヤの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和が、全ての電力増幅素子について互いに等しくされている。これにより、各電力増幅素子から見込んだボンディングワイヤのインピーダンスを、互いに等しくすることができる。
そのため、各電力増幅素子から見込んだインピーダンス整合回路（入力側、出力側）のインピーダンス偏差を低減して、信号の合成効率および出力電力を向上させることができるマイクロ波電力増幅器を得ることができる。 As described above, according to the first embodiment, the number of bonding wires connected to the power amplifying elements arranged at both ends of the amplifying element unit is greater than the number of bonding wires connected to the power amplifying elements excluding both ends. The sum of the self-inductance and mutual inductance of the bonding wires connected to each power amplifying element is made equal for all the power amplifying elements. Thereby, the impedance of the bonding wire seen from each power amplifying element can be made equal to each other.
Therefore, it is possible to obtain a microwave power amplifier capable of reducing the impedance deviation of the impedance matching circuit (input side, output side) expected from each power amplifying element and improving the signal synthesis efficiency and the output power.

なお、上記実施の形態１では、ボンディングワイヤ４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくするために、単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４１ａ、４１ｄ、４２ａ、４２ｄの本数を、単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃの本数よりも少なくすると説明した。   In the first embodiment, the unit transistors 22a and 22d are connected to make the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires 41a to 41d and 42a to 42d equal to each other for all the unit transistors 22a to 22d. It has been described that the number of bonding wires 41a, 41d, 42a, and 42d formed is smaller than the number of bonding wires 41b, 41c, 42b, and 42c connected to the unit transistors 22b and 22c.

しかしながら、これに限定されず、図３に示すように、トランジスタチップ２０の両端に配置された単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４３ａ、４３ｄ、４４ａ、４４ｄの長さを、両端を除く単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４３ｂ、４３ｃ、４４ｂ、４４ｃの長さよりも長くしてもよい。
これにより、ボンディングワイヤ４３ａ〜４３ｄ、４４ａ〜４４ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくすることができる。 However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 3, the lengths of the bonding wires 43a, 43d, 44a, 44d connected to the unit transistors 22a, 22d arranged at both ends of the transistor chip 20 are excluded from both ends. It may be longer than the length of the bonding wires 43b, 43c, 44b, 44c connected to the unit transistors 22b, 22c.
As a result, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires 43a to 43d and 44a to 44d can be made equal for all the unit transistors 22a to 22d.

また、図４に示すように、トランジスタチップ２０の両端に配置された単位トランジスタ２２ａ、２２ｄに接続されたボンディングワイヤ４５ａ、４５ｄ、４６ａ、４６ｄの断面積（径）を、両端を除く単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４５ｂ、４５ｃ、４６ｂ、４６ｃの断面積（径）よりも小さくしてもよい。
これにより、ボンディングワイヤ４５ａ〜４５ｄ、４６ａ〜４６ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくすることができる。 Further, as shown in FIG. 4, the sectional area (diameter) of the bonding wires 45a, 45d, 46a, and 46d connected to the unit transistors 22a and 22d arranged at both ends of the transistor chip 20 is set to the unit transistor 22b excluding both ends. , 22c may be smaller than the cross-sectional area (diameter) of bonding wires 45b, 45c, 46b, 46c.
As a result, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires 45a to 45d and 46a to 46d can be made equal for all the unit transistors 22a to 22d.

また、図５に示すように、両端を除く単位トランジスタ２２ｂ、２２ｃに接続されたボンディングワイヤ４７ｂ、４７ｃ、４８ｂ、４８ｃの下部に、接地された金属４９を配置して、ボンディングワイヤ４７ｂ、４７ｃ、４８ｂ、４８ｃの自己インダクタンスを小さくしてもよい。
これにより、ボンディングワイヤ４７ａ〜４７ｄ、４８ａ〜４８ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくすることができる。 Further, as shown in FIG. 5, a grounded metal 49 is disposed under the bonding wires 47b, 47c, 48b, 48c connected to the unit transistors 22b, 22c except for both ends, and the bonding wires 47b, 47c, The self inductance of 48b and 48c may be reduced.
As a result, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires 47a to 47d and 48a to 48d can be made equal for all the unit transistors 22a to 22d.

また、図６に示すように、トランジスタチップ２０の両端に配置された単位トランジスタ２２ａ（２２ｄ）に接続されたボンディングワイヤ５０ａ、５１ａ（５０ｄ、５１ｄ）と、これに隣接するボンディングワイヤ５０ｂ、５１ｂ（５０ｃ、５１ｃ）との間隔を、両端を除く単位トランジスタ２２ｂ（２２ｃ）に接続されたボンディングワイヤ５０ｂ、５１ｂ（５０ｃ、５１ｃ）と、これに隣接し、かつ両端を除くボンディングワイヤ５０ｃ、５１ｃ（５０ｂ、５１ｂ）との間隔よりも小さくしてもよい。
このとき、両端に配置された単位トランジスタ２２ａ（２２ｄ）に接続されたボンディングワイヤ５０ａ、５１ａ（５０ｄ、５１ｄ）の相互インダクタンスを、両端を除く単位トランジスタ２２ｂ（２２ｃ）に接続されたボンディングワイヤ５０ｂ、５１ｂ（５０ｃ、５１ｃ）の相互インダクタンスと等しくすることができる。また、ボンディングワイヤ５０ａ〜５０ｄ、５１ａ〜５１ｄの自己インダクタンスは、互いに等しい。
これにより、ボンディングワイヤ５０ａ〜５０ｄ、５１ａ〜５１ｄの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和を、全ての単位トランジスタ２２ａ〜２２ｄについて互いに等しくすることができる。 Further, as shown in FIG. 6, bonding wires 50a and 51a (50d and 51d) connected to unit transistors 22a (22d) disposed at both ends of the transistor chip 20 and bonding wires 50b and 51b ( 50c, 51c), the bonding wires 50b, 51b (50c, 51c) connected to the unit transistor 22b (22c) excluding both ends, and the bonding wires 50c, 51c (50b) adjacent to and excluding both ends. , 51b).
At this time, the mutual inductance of the bonding wires 50a and 51a (50d and 51d) connected to the unit transistors 22a (22d) arranged at both ends is changed to the bonding wire 50b connected to the unit transistor 22b (22c) excluding both ends. The mutual inductance of 51b (50c, 51c) can be made equal. The self-inductances of the bonding wires 50a to 50d and 51a to 51d are equal to each other.
Thereby, the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wires 50a to 50d and 51a to 51d can be made equal for all the unit transistors 22a to 22d.

１０ 電力分配部、１２ 入力側インピーダンス整合回路、２０ トランジスタチップ（増幅素子部）、２２ａ〜２２ｄ 単位トランジスタ（電力増幅素子）、３０ 電力合成部、３２ 出力側インピーダンス整合回路、４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄ、４３ａ〜４３ｄ、４４ａ〜４４ｄ、４５ａ〜４５ｄ、４６ａ〜４６ｄ、４７ａ〜４７ｄ、４８ａ〜４８ｄ、５０ａ〜５０ｄ、５１ａ〜５１ｄ ボンディングワイヤ、４９ 金属。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power distribution part, 12 Input side impedance matching circuit, 20 Transistor chip (amplifying element part), 22a-22d Unit transistor (power amplifying element), 30 Power synthetic | combination part, 32 Output side impedance matching circuit, 41a-41d, 42a- 42d, 43a-43d, 44a-44d, 45a-45d, 46a-46d, 47a-47d, 48a-48d, 50a-50d, 51a-51d Bonding wire, 49 metal.

Claims (6)

同一構造の電力増幅素子が３つ以上並列に配置された増幅素子部と、
前記増幅素子部の入力側に設けられた入力側インピーダンス整合回路と、
前記増幅素子部の出力側に設けられた出力側インピーダンス整合回路と、
前記増幅素子部の各電力増幅素子を、前記入力側インピーダンス整合回路および前記出力側インピーダンス整合回路とそれぞれ接続する複数のボンディングワイヤと、を備えたマイクロ波電力増幅器であって、
前記ボンディングワイヤの自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和が、全ての電力増幅素子について互いに等しくされている
ことを特徴とするマイクロ波電力増幅器。 An amplifying element portion in which three or more power amplifying elements having the same structure are arranged in parallel;
An input side impedance matching circuit provided on the input side of the amplifying element unit;
An output-side impedance matching circuit provided on the output side of the amplification element section;
A plurality of bonding wires for connecting each power amplifying element of the amplifying element section to the input-side impedance matching circuit and the output-side impedance matching circuit, respectively,
The microwave power amplifier characterized in that the sum of the self-inductance and the mutual inductance of the bonding wire is made equal for all the power amplifying elements. 複数の前記電力増幅素子のうち、両端に配置された電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの本数を、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの本数よりも少なくする
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波電力増幅器。 Among the plurality of power amplifying elements, the number of bonding wires connected to the power amplifying elements arranged at both ends is made smaller than the number of bonding wires connected to the power amplifying elements excluding both ends. The microwave power amplifier according to claim 1. 複数の前記電力増幅素子のうち、両端に配置された電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの長さを、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの長さよりも長くする
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波電力増幅器。 Among the plurality of power amplifying elements, the length of the bonding wires connected to the power amplifying elements arranged at both ends is made longer than the length of the bonding wires connected to the power amplifying elements excluding both ends. The microwave power amplifier according to claim 1. 複数の前記電力増幅素子のうち、両端に配置された電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの断面積を、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの断面積よりも小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波電力増幅器。 Among the plurality of power amplifying elements, the cross-sectional area of the bonding wire connected to the power amplifying elements arranged at both ends is made smaller than the cross-sectional area of the bonding wire connected to the power amplifying element excluding both ends. The microwave power amplifier according to claim 1. 複数の前記電力増幅素子のうち、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤの下部に、接地された金属を配置する
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波電力増幅器。 2. The microwave power amplifier according to claim 1, wherein a grounded metal is disposed under a bonding wire connected to a power amplifying element excluding both ends of the plurality of power amplifying elements. 複数の前記電力増幅素子のうち、両端に配置された電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤと、このボンディングワイヤに隣接するボンディングワイヤとの間隔を、両端を除く電力増幅素子に接続されたボンディングワイヤと、このボンディングワイヤに隣接し、かつ両端を除くボンディングワイヤとの間隔よりも小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波電力増幅器。 Among the plurality of power amplifying elements, the bonding wire connected to the power amplifying elements arranged at both ends and the bonding wire connected to the power amplifying elements excluding both ends are separated from the bonding wires adjacent to the bonding wires. The microwave power amplifier according to claim 1, wherein the distance is smaller than a distance between the bonding wire adjacent to the bonding wire and excluding both ends.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017075A (en) * 2011-07-05 2013-01-24 Mitsubishi Electric Corp High frequency power amplifier
JP2016225636A (en) * 2016-07-25 2016-12-28 富士通株式会社 Integrated circuit loading device, and communication equipment module
CN112154602A (en) * 2018-05-28 2020-12-29 三菱电机株式会社 Amplifier with a high-frequency amplifier

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529809U (en) * 1978-08-14 1980-02-26
JPS63160253A (en) * 1986-12-23 1988-07-04 Nec Corp Semiconductor device
JP2001007139A (en) * 1999-06-21 2001-01-12 Sharp Corp Mounting structure of semiconductor element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529809U (en) * 1978-08-14 1980-02-26
JPS63160253A (en) * 1986-12-23 1988-07-04 Nec Corp Semiconductor device
JP2001007139A (en) * 1999-06-21 2001-01-12 Sharp Corp Mounting structure of semiconductor element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017075A (en) * 2011-07-05 2013-01-24 Mitsubishi Electric Corp High frequency power amplifier
JP2016225636A (en) * 2016-07-25 2016-12-28 富士通株式会社 Integrated circuit loading device, and communication equipment module
CN112154602A (en) * 2018-05-28 2020-12-29 三菱电机株式会社 Amplifier with a high-frequency amplifier
CN112154602B (en) * 2018-05-28 2023-06-16 三菱电机株式会社 Amplifier

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